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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28945| Tipo do documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Título: | Estudo teórico e experimental de um método de medição de vazão baseado em transientes hidráulicos |
| Título(s) alternativo(s): | Theoretical and experimental study of a flow measurement method based on hydraulic transients |
| Autor(es): | Ataídes, Idalberto Ferreira de |
| Primeiro orientador: | Ribeiro, Carlos Roberto |
| Primeiro coorientador: | Silveira Neto, Aristeu da |
| Primeiro membro da banca: | Guimarães, Gilmar |
| Segundo membro da banca: | Souza, Aldo João de |
| Terceiro membro da banca: | Marques, Marcelo Giulian |
| Resumo: | Medições de vazão em condutos forçados constitui-se num grande desafio para os engenheiros que trabalham em usinas hidrelétricas ou em redes de distribuição de água. Os métodos prescritos nas normas técnicas, além de exigirem instalações complexas e de alto custo, são de validade discutíveis em termos de precisão. O método de Gibson digital, para medição de taxa de escoamento baseado no histórico de pressão-tempo obtido durante um transiente hidráulico, oferece alta precisão e é relativamente barato. Neste trabalho, realizou-se, inicialmente, o estudo teórico do método de Gibson, obtendo-se o conjunto de equações que governa o fenômeno do transiente hidráulico em que se baseia o método. A partir deste conjunto de equações, desenvolveu-se um código numérico para a obtenção de vazão em regime permanente. Paralelamente, implementou-se outro código computacional para simular a evolução temporal da pressão durante o transiente hidráulico, gerado pelo fechamento de uma válvula posicionada na extremidade à jusante de uma tubulação que possui um reservatório na sua extremidade à montante. Este código é baseado no Método das Características (MOC) e é adotado como método básico subjacente ao método de Gibson, servindo para a comparação de resultados e ainda para a verificação da influência das simplificações feitas no seu desenvolvimento teórico. Outra utilização do MOC é no dimensionamento de componentes da bancada experimental construída para a realização de testes de validação do método de Gibson. A fim de verificar a validade dos procedimentos adotados no trabalho, realizou-se análises estatísticas dos resultados obtidos, tanto nas medições diretas como no método de Gibson, verificando-se que o método é bastante preciso, robusto e competitivo. |
| Abstract: | The measurement of fluid flow in forced conduits is a great challenge for engineers in charge with hydroelectric plants and pumping units. The Gibson method provides the steady-state flow rate based on the analysis of the transients generated by closing a downstream valve. During the transient, a pressure difference is developed between any two positions in the conduit, upstream from the valve. The integration of the curve representing the variation of the pressure, will yield the initial flow rate prevailing when the valve was fully open. The flow rate calculated through thís method can be very accurate, depending mainly on the precision of pressures measurements. In our study, pressure transducers installed in the conduit and connected to a data acquisition system are used to acquire the pressure variation. We present in thís work the main characteristics of the transducers and the calibration procedure. In the first stage, the governing equations for the hydraulic transient has been obtained. From these equations, an algorithm was implemented to obtain the steady-state flow rate. Another algorithm was implemented to obtain the pressure-time record during the hydraulic transient. This algorithm is based on the Method of Characteristics (MOC) and it is adopted to compare the results of the Gibson Method. The MOC algorithm has also been used to design the experimental setup components, which has been used to validate the Gibson Method. The experimental results obtained through the Gibson method were also compared with the flow rate measured with a direct method. In order to verify the validity of the procedures adopted in this work, statistical analysis were applied to the results obtained through direct measurements and by Gibson method. It was verified that the Gibson method is quite precise, versatile and competitive. |
| Palavras-chave: | Vazão Método de Gibson Método de pressão-tempo Análise estatística Método das características Flow rate Method of Gibson Method of pressure-time Statistical analysis Method of the characteristics |
| Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
| Referência: | ATAÍDES, Idalberto Ferreira de. Estudo teórico e experimental de um método de medição de vazão baseado em transientes hidráulicos. 1999. 81 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.1999.2 |
| Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.1999.2 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28945 |
| Data de defesa: | 1999 |
| Aparece nas coleções: | TESE - Engenharia Mecânica |
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